铅酸蓄电池的自放电及其防止与补偿

１　前言铅酸蓄电池是我国火力发电厂最广泛采用的直流电源,其负极板的有效物质是铅,正极板的有效物质是二氧化铅。铅酸蓄电池的放电过程是正负极板的有效物质与稀硫酸电解液发生化学反应的过程,当两极板上的绝大部分有效物质变成硫酸铅后,铅酸蓄电池电压就降到终止电压,容量降到最低。蓄电池的充电过程和放电过程是一个可逆的化学变化,其反应式如下：Ｐｂ＋ＰｂＯ２＋２Ｈ２ＳＯ４放电充电２ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ在铅酸蓄电池运行过程中,不但存在上述正常的化学反应,而且存在一些无益的复杂的化学反应,从而消耗一定容量。铅酸蓄电…     

某稀土化合物在铅蓄电池中的作用

用循环伏安法、小片电极充放电、恒电位下和稳定电位下Ｏ２的析出，研究了某稀土化合物对铅酸蓄电池正极活性物质放电性能、析Ｏ２行为的影响。用Ｘ－射线衍射法分别测定了含与不含稀土化合物的ＰｂＯ２中的α－ＰｂＯ２、β－ＰｂＯ２和无定形ＰｂＯ２的含量，以及非化学计量的ＰｂＯ２－δ结构中δ的测定。结果表明：某稀土化合物可以使正极活性物质在低倍率放电条件下，提高其利用率６％～７％，化成后β－ＰｂＯ２含量高于空白３．６％，无定形ＰｂＯ２低于空白４．８％；δ值由空白的０．１０８增加至０．１１２。     

电解液添加剂和铅酸蓄电池负极钝化问题

铅酸蓄电池负极表面钝化,严重影响了大电流放电时电池的放电容量及循环寿命。铅酸蓄电池负极硫酸盐钝化膜理论认为,Ｐｂ／ＰｂＳＯ４电极的钝化过程分为两种：稳态钝化和非稳活钝化。目前研究发现防止负极钝化的电解液添加剂主要有三种类型：络合型、吸附型、共晶型。从添加剂的损耗、正极活性物质的脱落及自放电等角度的上述三种类型的添加剂进行了探讨。     

双极性铅酸蓄电池轻型导电基底的研究

与传统的单极性铅酸蓄电池相比，双极性铅酸蓄电池具有很多优点，目前的许多研究集中于寻找合适的轻型基底材料。本文用动电位扫描法研究了几种可能用作双极性基底的轻型导电材料在硫酸（１．２８ｇ／ｃｍ３）中的耐腐蚀性能，并与用于传统铅酸蓄电池板栅材料的铅和铅钙合金作了比较。结果发现，钛镀铅烧渗后提高了镀层的耐蚀性能，铜镀铅比钛镀铅基底更耐腐蚀，钛涂氧化物（ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３）电极具有良好的耐腐蚀性能。对双极性基底来说，可以用烧渗后的镀铅钛基底；另外，可以用镀铅铜基底作为双极性复合基底的负极面，而涂氧化物的钛基底作为复合基底的正极面     

铅酸蓄电池正极板界面钝化的研究

通过单体电池放电对比实验,发现了一种能有效消除正极板界面钝化的添加剂。解决了铅酸蓄电池采用低锑ｗ（Ｓｂ） ＝ １ ．７ ％ 板栅合金后有时出现起动性能急剧下降的问题。并通过线性扫描伏安法（ＬＳＶ） 测试,分析认为ＰｂＳＯ４ 阻挡层才是导致正极板钝化以及电池放电初期电压急速下降的主要原因,而ＰｂＯｎ（１ ≤ｎ ＜ ２） 结构层所起钝化作用可以忽略。     

山梨醇对铅酸蓄电池抗腐蚀性的研究

铅酸蓄电池的抗腐蚀性能的研究定性分析比较多,而定量分析比较少.基于前人的研究结果,利用AEPs(偏移氧化峰)表征铅电极抗腐蚀程度,通过检测循环伏安特性曲线研究不同浓度的山梨醇对铅酸蓄电池抗腐蚀性能的研究.     

锂离子蓄电池正极材料的快速评价

采用粉末微电极循环伏安法对自制的锂离子蓄电池正极材料LiNiO2和LiCoO2进行了快速研究。结果表明,粉末微电极循环伏安法不仅可以快速研究嵌脱反应机理和可逆性能,而且可以通过改变扫描速度来评价材料快速充放电能力,通过不同电位区间的循环伏安扫描来评价其抗过充过放能力。粉末微电极循环伏安法是快速评价锂离子蓄电池正极材料的有效手段。     

铅酸蓄电池的最新研究与发展动态

[续Ｃｏｎｔｉｎｕｅ2000,24(5):313]3　正极的研究　　世界铅酸蓄电池的理论权威Ｐａｖｌｏｖ[18]提出了一种控制正极活性物质骨架与有力结构的方法以达到提高容量与循环寿命之目的。正极活性物质在充放电过程中有部分ＰｂＯ2减少,而后得到的ＰｂＳＯ4又被氧化为ＰｂＯ2,这部分正极活性物质形成了“有力的结构”。剩下的未反应的ＰｂＯ2部分给正极活性物质提供机械支持及传导电流,因此被称为“骨架结构”。有力的结构与骨架结构是在固化后主要由碱式硫酸铅构成的铅膏与ＰｂＯ晶体混合建成。可采用真空和膏技术来控制不同固化铅膏的结构,这…     

GFM型VRLA电池正极汇流排腐蚀机理研究

从 Ｐｂ－Ｃａ－Ｓｎ合金的结构和性能、铅在不同环境中的腐蚀倾向、结合实际使用情况,得出ＧＦＭ型ＶＲＬＡ电池正极汇流排腐蚀是在中性或弱碱性条件下产生的强烈晶间腐蚀的看法,其腐蚀产物主要是 ＰｂＯ·ＰｂＳＯ４,并提出了一些避免正极汇流排腐蚀的途径。     

阀控铅酸蓄电池内化成工艺

研究了电池内化成工艺对化成效果及电池性能的影响。实验结果表明：正极铅膏中添加质量分数５％的ＰｂＯ２能提高电池内化成效率和电池性能。添加质量分数３０％的Ｐｂ３Ｏ４没有达到预期效果。我们比较了用不同密度Ｈ２ＳＯ４化成的电池性能。用密度为１．２７ｇ／Ｃｍ３的Ｈ２ＳＯ４进行电池内化成比较适合,电池能给出较高的初容量,并且有较好的充电接受能力。实验证明,电池注酸后搁置时间过长会严重影响化成效果。     

密封铅酸电池中K_2SO_4的作用

采用充放电循环,恒电位极化后续线性电位扫描和循环伏安方法研究了密封铅酸电池中K_2SO_4的作用。结果表明:K_2SO_4减小了电池早期容量损失,提高阳极膜导电性,同时促进PbO_2/PbSO_4转化过程和β—PbO_2生成过程的进行,抑制析氧和析氢过程。在4.5mol/dm~3H_2SO_4中,K_2SO_4最佳添加量为1.5g/dm~3。     

密封铅酸蓄电池等效电路

本文按电极反应机理导出密封铅酸蓄电池等效电路。它由电池欧姆电阻R,铅电感L,电极双层电容C_d,电化学反应电阻Rr,反应物电容C_a,PbSO_4晶体生成电阻R_c,产物电容C_c和warbu(?)g阻抗W等八只元件组成。在0.05H2～12.6kHz频率范围内,等效电路计算的阻抗值与电池(6V4Ah)实验数据拟合满意,并给出元件值随电池剩余容量变化情况。RI,C_d,Rr和C_a变化在剩余容量40％处有一转折点。交流阻抗技术可能成为研究早期容量损失的重要方法。转折点的剩余容量愈低,循环试验的放电深度就愈深,则更好克服早期容量损失。     

硫酸溶液中铕离子对铅电极电化学特性的影响

采用线性电势扫描伏安法、循环伏安法、计时电势法、交流阻抗法研究了不同铕离子加入量的硫酸溶液中铅电极的电化学特性.实验结果表明:在硫酸溶液中添加铕离子后,改善了Pb与PbSO4间转化反应的可逆性;铕离子的存在提高了铅电极析氢电位;抑制了铅电极上氧化膜中高电阻的PbOn的生成,提高了氧化膜的导电性;阻碍了电极钝化现象的发生...     

氧化电位对PbSO_4/PbO_2转化过程的影响

用电位阶跃、阻抗跟踪和旋转电极方法研究了1.1、1.2、1.3和1.4V(vs.Hg/HgSO_4下部分还原铅阳极膜内PbSO_4氧化过程。所研究的部分还原阳极膜通过将铅电极先以1.3V氧化20min,再以0.9V还原5min而得到。实验结果表明:上述转化过程生成的PbO_2在1min内即达到最大值。电位越高,转化过程速度越快,生成的PbO_2量也越多。在PbSO_4被氧化后得到的阳极膜结构与以0.9V还原前相似。上述转化过程为一固相过程。它先从阳极膜内部开始,然后逐步到达阳极膜表面。     

抗氧化剂对PbO_2和Pb电极性能的影响

铅酸蓄电池的干荷电极扳添加抗氧化剂(例如1-羟基2-萘甲酸,水杨酸,甘油,硼酸和葡萄糖等)对PbO_2电极的还原电位和析O_2,Pb电极的氧化电位和析H_2等会产生影响。用电化学的循环伏安法可以测试这些影响的情况,并能快速地对抗氧化剂进行比较和选择。     

铅锑合金和铅钙合金电极过程的研究

目前使用的铅蓄电池板栅合金主要是铅锑合金和铅钙合金。板栅合金的腐蚀常常导致电池失效。本文采用旋转环盘电极(RRDE)技术,研究在Pb/PbSO_4电位和PbSO_4/PbO_2电位区间内,铅锑合金和铅钙合金在1.285g/ml硫酸中的电极过程。讨论了盘电极、环电极伏安曲线上出现的各个峰反应,着重分析了与锑有关的反应峰。将两种合金的曲线加以比较,分析造成曲线差异的原因。     

硫酸溶液中PbO_2电极的电化学行为

论述了铅酸电池正极活性物“晶态—凝胶”结构模型,从电极微观结构角度综合论述了二氧化铅在硫酸溶液中放电、充电以及充放电循环过程及其机理。     

PbSO_4/PbO_2转化过程的旋转环盘电极

本文采用旋转环盘电极方法,结合循环伏安和电位阶跃方法,研究了PbSO_4氧化为PbO_2过程机理。实验结果表明:上述转化过程在盘电极表面的固相膜内部进行,环电流响应的产生来源于盘电极上形成的PbO_2的溶解。     

硫酸溶液中Eu3+对铅锑合金电极性能的影响

采用线性电势扫描伏安法、循环伏安法、计时电势法、交流阻抗法研究了不同铕离子加入量的硫酸溶液中铅锑合金电极的电化学特性.实验结果表明:在硫酸溶液中添加铕离子后,改善了Pb与PbSO4间转化反应的可逆性;铕离子的存在提高了铅锑合金电极的析氢量;抑制了铅锑合金电极上氧化膜中高电阻的PbOn的生成,提高了氧化膜的导电性;阻碍了...     

脉冲技术应用于失效铅酸蓄电池恢复的研究

研究了因不可逆硫酸化引起早期失效铅酸蓄电池电池容量恢复的可行性。通过采用电子脉冲振荡的方法,使电极表面硫酸铅细化、溶解、从而使电池的内电阻减小,电极利用率和充电效率提高,电池容量得到恢复。采用电子脉冲原理制成的XF修复保护系统对延长铅酸蓄电池使用寿命和减轻废弃铅酸蓄电池对环境的污染具有积极的现实意义,介绍了该系统的一般性能和原理,对用于修复不同类型的失效电池进行了应用试验,结果显示,该系统对于因长期搁置不用和使用维护不当等引起早期失效的电池,可进行有效修复。